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問答題 差動(dòng)式電容加速度傳感器結(jié)構(gòu)如下圖所示。它有兩個(gè)固定極板（與殼體絕緣），中間有一用彈簧片支撐的質(zhì)量塊，此質(zhì)量塊的兩個(gè)端面經(jīng)過磨平拋光后作為動(dòng)極板（與殼體電連接）。設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臏y(cè)量電路，詳細(xì)說明該結(jié)構(gòu)配合測(cè)量電路實(shí)現(xiàn)加速度測(cè)量的工作原理，所有結(jié)論的得出必須要有理論依據(jù)。

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1.問答題 在如下圖所示的懸臂梁測(cè)力系統(tǒng)中，可能用到四個(gè)相同特性的電阻應(yīng)變片為R1、R2、R3、R4，各應(yīng)變片靈敏系數(shù)K=2，初值為ε=100Ω。當(dāng)試件受力F時(shí)，若應(yīng)變片要承受應(yīng)變，則其平均應(yīng)變?yōu)?epsilon;=1000um/m。測(cè)量電路的電源電壓為直流3V。
（1）若只用一個(gè)電阻應(yīng)變片構(gòu)成單臂測(cè)量電橋，求電橋輸出電壓及電橋非線性誤差。
（2）若要求用兩個(gè)電阻應(yīng)變片測(cè)量，且既要保持與單臂測(cè)量電橋相同的電壓靈敏度，又要實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出兩個(gè)應(yīng)變片在懸臂梁上所貼的位置；繪出轉(zhuǎn)換電橋，標(biāo)明這兩個(gè)應(yīng)變片在橋臂中的位置。
（3）要使測(cè)量電橋電壓靈敏度提高為單臂工作時(shí)的4，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)明各應(yīng)變片在懸臂梁上所貼的位置。繪出轉(zhuǎn)換電橋，標(biāo)明各應(yīng)變片在橋臂中的位置；并給出此時(shí)電橋輸出電壓及電橋非線性誤差的大小。

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2.問答題使用鎳鉻-鎳硅熱電偶，其基準(zhǔn)接點(diǎn)為30℃，間測(cè)溫接點(diǎn)為400℃時(shí)的溫差電動(dòng)勢(shì)為多少？若仍使用該熱電偶，測(cè)得某接點(diǎn)的溫差電動(dòng)勢(shì)為10.275mv，則被測(cè)接點(diǎn)的溫度為多少？

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3.問答題 以阻值R=120Ω，靈敏度S=5.2Ω的電阻絲應(yīng)變片與阻值為120Ω的固定電阻組成電橋，供橋電壓為4V，并假定負(fù)載電阻無窮大，當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?000με時(shí)。
（1）求單臂電橋的輸出電壓及其靈敏度。
（2）求雙臂電橋的輸出電壓及其靈敏度。

參考答案：

（1）

（2）

4.問答題 如圖所示為兩直流電橋，其中圖(a)稱為臥式橋，圖(b)稱為立式橋，且為應(yīng)變片，R₃、R₄為固定電阻。試求在電阻應(yīng)變片阻值變化為△R時(shí)，兩電橋的輸出電壓。

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5.問答題 有一薄壁圓管式拉力傳感器如下圖所示。已知其彈性元件材料的泊松比為0.3（泊松比是指材料在單向受拉或受壓時(shí)，橫向正應(yīng)變與軸向正應(yīng)變的絕對(duì)值的比值），電阻應(yīng)變片R₁、R₂、R₃和R₄阻值相同，且靈敏系數(shù)均為2，應(yīng)變片貼片位置如圖所示。若受拉力P作用，問：
(1) 欲測(cè)量拉力P的大小，應(yīng)如何正確組成電橋？請(qǐng)畫出相應(yīng)的電橋。
(2) 當(dāng)供橋電壓時(shí)，輸出電壓e₀是多少？

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